(2025年)(完整版)單片機(jī)原理及應(yīng)用考試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.8051單片機(jī)內(nèi)部RAM中，可直接位尋址的地址范圍是A.00H～1FH??B.20H～2FH??C.30H～7FH??D.80H～FFH答案：B解析：8051內(nèi)部RAM20H～2FH共16字節(jié)，128位，可位尋址，位地址00H～7FH。2.若晶振頻率為12MHz，則一個機(jī)器周期為A.0.5μs??B.1μs??C.2μs??D.12μs答案：B解析：12MHz晶振，12分頻后機(jī)器周期=12/12MHz=1μs。3.下列指令中，不影響CY標(biāo)志的是A.ADDA,data??B.SUBBA,Rn??C.RLCA??D.CPLA答案：D解析：CPLA為取反操作，僅影響P標(biāo)志，不影響CY。4.8051外部中斷0觸發(fā)方式由哪一位控制A.IT0??B.IE0??C.EX0??D.PX0答案：A解析：TCON寄存器IT0位決定INT0觸發(fā)方式，0為電平，1為邊沿。5.串口方式1的幀格式為A.8N1??B.8E1??C.8O1??D.9N1答案：A解析：方式1為10位幀：1起始+8數(shù)據(jù)+1停止，無校驗，即8N1。6.若SP=07H，執(zhí)行LCALLaddr16后，SP為A.05H??B.06H??C.08H??D.09H答案：D解析：LCALL壓入2字節(jié)PC，SP先加1→08H，再加1→09H。7.定時器0工作在方式2，其最大定時時間為（fosc=12MHz）A.256μs??B.512μs??C.8192μs??D.65536μs答案：A解析：方式2為8位自動重裝，最大計數(shù)256，256×1μs=256μs。8.下列擴(kuò)展方式中，可最少引腳實現(xiàn)最大RAM擴(kuò)展的是A.并行總線??B.SPI??C.I2C??D.并口加鎖存答案：C解析：I2C僅需2線，可級聯(lián)多片RAM，引腳最少。9.若P1=0FH，執(zhí)行ANLP1,0AAH后，P1口電平為A.0AH??B.0FH??C.0AH??D.05H答案：A解析：0FH&AAH=0AH，讀改寫操作直接作用于端口鎖存器。10.在KeilC中，將變量定義到外部RAM0x8000的語句是A.xdataucharx_at_0x8000;??B.pdataucharx_at_0x8000;C.farucharx_at_0x8000;??D.codeucharx_at_0x8000;答案：A解析：xdata關(guān)鍵字指定外部64KBRAM，_at_定位絕對地址。二、填空題（每空2分，共20分）11.8051復(fù)位后，PC=______，P0=______。答案：0000H；FFH解析：硬件復(fù)位PC清零；P0口無上拉，復(fù)位后鎖存器為FFH，引腳浮空高。12.若A=38H，執(zhí)行SWAPA后，A=______。答案：83H解析：SWAP將高4位與低4位互換。13.串口方式2的波特率固定為fosc/______。答案：64解析：方式2波特率=2SMOD×fosc/64，SMOD=0時即fosc/64。14.指令“MOVXA,@DPTR”訪問的是______總線。答案：外部數(shù)據(jù)解析：MOVX專指外部數(shù)據(jù)存儲器讀寫。15.定時器1用作波特率發(fā)生器時，應(yīng)工作在方式______。答案：2解析：方式2自動重裝，可產(chǎn)生精確波特率。16.若IE=85H，則允許的中斷源為______、______。答案：外部中斷0；定時器0解析：85H=10000101B，EX0=1，ET0=1，其余位為0。17.在C51中，關(guān)鍵字______用于聲明位變量。答案：bit解析：bit聲明的變量位于內(nèi)部RAM位尋址區(qū)。18.8051內(nèi)部ROM容量為______KB，地址范圍______。答案：4；0000H～0FFFH解析：標(biāo)準(zhǔn)8051片內(nèi)4KBFlash/ROM。19.若PSW=18H，則當(dāng)前工作寄存器組為第______組。答案：3解析：PSW.4=1，PSW.3=1，對應(yīng)組3，地址18H～1FH。20.使用12MHz晶振，要產(chǎn)生1ms定時，定時器0方式1初值應(yīng)為______（十六進(jìn)制）。答案：FC18H解析：655361000=64536=FC18H。三、判斷改錯題（每題2分，共10分，先判對錯，若錯則改正）21.8051的EA引腳接地時，仍可訪問內(nèi)部ROM。答案：錯。EA=0強(qiáng)制訪問外部ROM，內(nèi)部ROM被禁用。解析：EA為內(nèi)外ROM選擇，接地后片內(nèi)ROM失效。22.指令“DIVAB”執(zhí)行后，A存放商，B存放余數(shù)。答案：對。解析：DIVAB結(jié)果A=商，B=余數(shù)，CY=0，OV=0。23.串口發(fā)送中斷標(biāo)志TI必須由硬件清零。答案：錯。TI須由軟件清零。解析：硬件置位，軟件清0。24.8051的堆棧向上增長，入棧時SP先增后壓。答案：對。解析：8051堆棧向上增長，SP先加1，再寫入數(shù)據(jù)。25.外部中斷請求標(biāo)志IE1在CPU響應(yīng)中斷后自動清零。答案：對。解析：邊沿觸發(fā)模式下，硬件自動清IE1。四、簡答題（每題6分，共18分）26.說明8051實現(xiàn)精確1s定時的三種方法并比較優(yōu)缺點。答案：(1)軟件循環(huán)：利用空操作+循環(huán)計數(shù)，優(yōu)點無需硬件，缺點CPU阻塞、精度低。(2)定時器中斷：方式1+多次溢出，優(yōu)點CPU可處理其他任務(wù)，精度高；缺點中斷頻繁。(3)定時器+硬件計數(shù)：T0定時50ms，溢出20次得1s，優(yōu)點軟件簡潔，誤差?。蝗秉c占用定時器。解析：實際項目常用方法(3)，配合32.768kHz晶振+分頻可得更高精度。27.簡述I2C總線起始與停止條件的電平變化，并給出8051模擬I2C起始的匯編代碼。答案：起始：SCL高電平期間SDA下降沿；停止：SCL高電平期間SDA上升沿。匯編代碼（fosc=12MHz，P1.0=SCL，P1.1=SDA）：```START:SETBP1.0;SCL=1SETBP1.1;SDA=1NOPCLRP1.1;SDA下降NOPCLRP1.0;SCL=0RET```解析：嚴(yán)格時序要求，NOP約1μs，滿足I2C標(biāo)準(zhǔn)速度(100kHz)建立時間。28.某系統(tǒng)需擴(kuò)展32KB外部RAM，采用6264芯片，畫出地址譯碼連接圖并說明為何需要鎖存器。答案：6264為8K×8，需4片。地址線A0～A12直接連芯片，A13、A14經(jīng)74LS138譯碼產(chǎn)生片選。8051P0口分時輸出低8位地址/數(shù)據(jù)，需74LS373鎖存低8位地址，配合ALE鎖存信號。解析：P0口復(fù)用，鎖存器解決地址數(shù)據(jù)分離，保證讀寫時序正確。五、程序閱讀題（每題8分，共16分）29.閱讀下列C51程序，說明功能并計算輸出結(jié)果。```cinclude<reg51.h>voidmain(){unsignedchari,s;s=0;for(i=1;i<=10;i++){s+=i;if(s>15)break;}P1=s;while(1);}```答案：功能為累加1～10，和超過15即停止。i=1～5時s=1+2+3+4+5=15，i=6時s=21>15退出，故P1=15=0FH。解析：break提前退出，P1口輸出二進(jìn)制00001111。30.分析下列匯編程序，指出其完成的數(shù)學(xué)運算及最終結(jié)果（A內(nèi)容）。```MOVR0,10HMOVR1,05HCLRALOOP:ADDA,R0DJNZR1,LOOP```答案：完成A=R0×R1=10H×5=50H。解析：循環(huán)5次，每次加10H，結(jié)果A=50H。六、綜合設(shè)計題（共32分）31.（12分）設(shè)計基于8051的直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)，要求：(1)使用定時器0產(chǎn)生20kHzPWM，占空比10檔可調(diào)，按鍵增減；(2)給出完整電路圖（含驅(qū)動L298、光耦隔離）；(3)寫出C語言程序框架，含按鍵去抖、PWM更新。答案：電路：P1.0輸出PWM→光耦PC817→L298IN1；IN2接地，ENA接高；電機(jī)12V供電。按鍵S1、S2分別接INT0、INT1，下拉10kΩ。程序要點：```cinclude<reg51.h>definePWM_PINP1_0ucharduty=5;//0～9檔uintpwm_cnt=0;voidtimer0()interrupt1{pwm_cnt++;if(pwm_cnt<duty)PWM_PIN=1;elsePWM_PIN=0;if(pwm_cnt>=9)pwm_cnt=0;}voidex0()interrupt0{if(duty<9)duty++;}voidex1()interrupt2{if(duty>0)duty;}voidmain(){TMOD=0x02;TH0=25650;TL0=25650;TR0=1;ET0=1;IT0=IT1=1;EX0=EX1=1;EA=1;while(1);}```解析：定時0每50μs中斷一次，20kHz；duty變量決定高電平持續(xù)中斷次數(shù)，實現(xiàn)10檔占空比。32.（10分）某溫度采集系統(tǒng)使用DS18B20，分辨率12位，要求每秒刷新一次，溫度上限40℃報警。給出單總線時序要點、C語言驅(qū)動核心函數(shù)及報警邏輯。答案：時序：復(fù)位>480μs低→釋放→等待60μs存在脈沖→寫1/0：先拉低>1μs，寫0保持60μs，寫1釋放；讀：先拉低>1μs，釋放，15μs內(nèi)采樣。核心代碼：```cbitreset(){bitok;DQ=0;delay600();DQ=1;delay60();ok=!DQ;delay600();returnok;}voidwriteb(uint8d){uint8i;for(i=0;i<8;i++){DQ=0;_nop_();if(d&1)DQ=1;delay60();DQ=1;d>>=1;}}uint8readb(){uint8i,d;for(i=0;i<8;i++){DQ=0;_nop_();DQ=1;d>>=1;if(DQ)d|=0x80;delay60();}returnd;}floatgetT(){uint16t;reset();writeb(0xCC);writeb(0x44);while(!readb());reset();writeb(0xCC);writeb(0xBE);t=readb();t|=readb()<<8;returnt0.0625;}voidmain(){floatT;while(1){T=getT();if(T>40)P1_7=0;elseP1_7=1;delay1s();}}```解析：利用延時函數(shù)滿足嚴(yán)格時序，12位分辨率轉(zhuǎn)換時間750ms，主循環(huán)1s刷新足夠。33.（10分）設(shè)計SPI接口0.96寸OLED（SSD1306）顯示“2025”字樣，要求使用位帶模擬SPI，給出顯存初始化、字符取模、主函數(shù)流程。答案：硬件：P1.0=SCLK，P1.1=SDA，P1.2=DC，P1.3=RES。模擬SPI：```csbitSCLK=P1^0;sbitSDA=P1^1;voidspi_wr(uint8d){uint8i;for(i=0;i<8;i++){SDA=d&0x80;SCLK=0;SCLK=1;d<<=1;}}```SSD1306初始化序列：關(guān)顯示→設(shè)置電荷泵→開顯示→清屏。字符取模：2025采用16×8點陣，橫向取模，每字節(jié)8點豎排。“2”字模：0x08,0x08,0x48,0x48,0x48,0x7F,0xC8,0x48,0x48,0x48,0x48,0x48,0x08,0x08,0x00,0x00主流程：初始化→設(shè)置頁地址0→列地址0→循環(huán)寫入“2025”字模共64字節(jié)→刷新顯示。解析：位帶模擬SPI節(jié)省硬件資源，取模用PCtoLCD2002軟件生成，橫向取模提高寫入效率。七、計算與證明題（共10分）34.已知8051系統(tǒng)fosc=1